五轴数控铣削毕业论文Word格式.docx

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学号：

**********

指导教师：

X德全

评阅教师：

完成日期：

2011年6月6日

XX民族学院

摘要

五轴联动数控加工技术以其特有的优越性在复杂、高精度零件加工方面起着越来越重要的作用。

五轴加工优越性的充分发挥离不开高质量的五轴加工编程和有针对性的后置处理程序。

由于刀具与工件相对运动的复杂性，五轴加工编程的复杂程度远远超过三轴加工的编程。

同时，五轴加工后置处理，由于开发难度大和技术XX等原因，也成为五轴加工设备充分发挥效率的制约因素。

针对上述两个方面的问题，本文作了相应的研究。

首先，五轴联动加工中心进行了数控铣削后置处理开发，通过基于Pro/e软件的辅助模块进行了后置处理程序的开发。

本文的研究对于如何提高五轴加工编程质量和解决后置处理问题，具有一定的实际意义。

关键词：

五轴加工编程；

后置处理；

坐标变换；

仿真加工

Abstract

Five.axisNCmachiningtechnologywithitsspecialadvantagesbeesmoreandmoreimportantinthemachiningofplexandhighprecisionParts.Withoutthereasonableprogrammingoffive.axisNCmachiningandthepertinentspecialpostprocessing，theadvantagescannotbeexertedpletely.owingtotheplexityofthemotionbetweenthetoolandtheworkpiece,itismoredifficulttogettheprogrammingofthefive.axisNCmachiningthanthethree.axis.Andthefive.axispostprocessingisthemainconstraintinimprovingtheeffectivityofthemachiningtooljustbecauseofthedifficultredevelopment，techniquesecrecyandsoon.

Basedonresolvingthetwoproblemsabove，somerelativeresearchisdoneinthispaper.Thereisonemethodstorealizethepostprocessing:

Itistheredevelopmentofthegeneralpost.processingmodulebasedonthepro/e.

Theresearchofthepaperhavesomeimportantsignificanceatresolvingtheproblemofpost.processingandimprovingtheeffectivityofNCmachiningprogramming

Keywords:

five.axisNCmachiningprogramming;

postProcessing;

coordinate

transformation;

simulationformachining

1.3.1后置处理的主要任务....................................................................................3

1.3.2后置处理技术发展..........................................................................................3

1.33国内后置处理技术研究现状...........................................................................4

2.1.2切削用量的选择..........................................................................................6

2.1.3五轴加工编程刀具轨迹生成....................................................................8

2.1.4刀位干涉处理.............................................................................................11

3.1三维实体表示方法概述..........................................................................................15

3.1.1线框图表示法...........................................................................................15

3.1.2边界表示法..............................................................................................16

4凸管模型数控加工............................................................................................................17

4.1建立制造模型........................................................................................................17

4.2体积块加工........................................................................................................17

4.3曲面铣削精加工...............................................................................................21

4.4后置处理生成程序...............................................................................................24

致谢................................................................................................................................27

1.绪论

五轴数控技术是数控技术中难度最大、应用X围最广的技术[1]。

在复杂曲面的高效、精密、自动化加工方面，五轴联动加工更是具有三轴加工所不能比拟的的优势。

主要体现在以下几个方面:

1）五轴加工可有效地避免刀具千涉，加工三轴机床难以加工的复杂零件;

2）对于直纹面的加工，五轴加工可以采用侧铣的方式一刀成型，加工质量和加工效率高;

3）五轴加工可以实现一次装夹、多面多工序加工，容易保证产品精度;

4）五轴加工中刀具相对于工件具有良好的切削状态;

5）对于加工空间受到限制的通道加工和组合曲面过渡区域加工，五轴加工可以选用较大尺寸刀具避开干涉进行加工，刀具刚性好[3]。

因此，五轴加工技术一直是数控加工领域内国内外学者的研究热点之一[15]。

并且，也一直受到西方国家对我国的技术封锁。

因为许多先进武器装备的制造，如飞机、导弹、坦克等的关键零件，都离不开高性能数控机床的加工。

五轴编程技术是五轴加工技术的关键问题之一。

在此对数控编程技术的各方面内容做一简单概述。

1.1数控编程技术的发展历程

20世纪50年代，美国麻省理工学院（MIT）设计了一种专门用于零件数控加工程序编制的语言APT（AutomaticallyProgrammedTools）。

其后MIT组织美国各大飞机公司共同开发了APT。

到了60年代，在APT的基础上研制的APT已经到了应用阶段。

以后又几经修改和充实，发展成为APT.，APT.AC和APT一/SS。

APT能处理二维、三维铣削加工，但较难掌握。

为此，在APT的基础上，世界各国发展了带有一定特色和专用性更强的APT衍生语言[3]。

1972年，美国洛克西德加里福尼亚飞机公司首先研究成功采用图像仪辅助设计、绘图和编制数控加工程序的一体化系统以DAM系统。

1975年，法国达索飞机公司引进CADAM系统，为己有的二维加工系统CALIBRB增加二维设计和绘图功能，1978年进一步扩充，开发了CATIA系统。

随着计算机处理速度的发展和图形设备及，数控编程系统进入了CAD/CAM一体化时代[3]。

目前应用较为广泛的数控编程系统有APT一/SS、CADAM、CATIA、EUKLID、UGNX、INTERGRAPH、Pro/Engineer、MasterCAM、CimatronE、EdgeCAM等。

我国西北学、华中科技大学等开发的图形编程系统如NPU/GNCP和InteCAM也具有两轴加工和雕塑曲面多轴加工等功能，达到了实用化程度。

1.2数控编程技术的关键技术

1.零件几何建模

要完成复杂零件的数控加工编程，必须要用自动编程软件来实现。

其首节是建立被加工零件几何模型[3]。

复杂形状零件几何建模的主要技术内容包线曲面创建及编辑技术、实体建模技术和特征建模技术等。

2.加工方案及工艺参数的合理选择

加工方案的确定及工艺参数的选择，直接决定着数控加工的效率和质量中刀具、刀轴控制方式、走刀路线和进给速度的自动优化选择与自适应控制年来所研究的重点问题[3]。

3.刀具轨迹生成

刀具轨迹生成是复杂形状零件数控加工中最重要同时也是研究最为广泛的内容，能否生成有效的刀具轨迹直接决定了加工的可能性、质量和效率。

轨迹生成的首要目标是使所生成的刀具轨迹能满足:

无干涉、无碰撞、轨迹切削负荷光滑并满足要求、代码质量高、代码量小等条件[3]。

4.数控加工仿真

零件实际加工之前，对所编制的数控加工程序进行加工仿真验证是十分的，特别是在多轴加工编程中，其作用更为突出。

由于多轴加工中刀具相对件运动的复杂性，所生成的加工程序在加工过程中有可能会出现过切与欠切涉与碰撞等问题。

数控加工仿真通过软件模拟加工环境、刀具路径与材料切程来检验并优化加工程序[3]，可以有效地避免上述问题，提高编程效率与质量。

5.后置处理

后置处理是数控编程技术的一个重要内容，它将CAM系统生成的不包含具体机床和数控系统信息的刀位数据转换成能够控制特定机床运动的数控加工程序。

有效的后置处理对于保证加工质量、效率与机床可靠运行具有